STUDI EFISIENSI PEMANFAATAN KARBOHIDRAT PAKAN BAGI PERTUMBUHAN IKAN GURAME

Transkripsi

1 STUDI EFISIENSI PEMANFAATAN KARBOHIDRAT PAKAN BAGI PERTUMBUHAN IKAN GURAME (Osphronemus gouramy Lac.) SEJALAN DENGAN PERUBAHAN ENZIM PENCERNAAN DAN INSULIN SRI HANDAYANI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006

2 STUDI EFISIENSI PEMANFAATAN KARBOHIDRAT PAKAN BAGI PERTUMBUHAN IKAN GURAME (Osphronemus gouramy Lac.) SEJALAN DENGAN PERUBAHAN ENZIM PENCERNAAN DAN INSULIN SRI HANDAYANI Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Departemen Budidaya Perairan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006

3 ABSTRAK SRI HANDAYANI. Studi Efisiensi Pemanfaatan Karbohidrat Pakan Bagi Pertumbuhan Ikan Gurame (Osphronemus gouramy Lac.) Sejalan Dengan Perubahan Enzim Pencernaan dan Insulin. Dibimbing oleh MUHAMMAD ZAIRIN Jr., ING MOKOGINTA, MARIA BINTANG, dan AGUS OMAN SUDRAJAT. Tiga tahap penelitian telah dilakukan untuk menentukan pakan yang sesuai dengan perubahan enzim dalam saluran pencernaan ikan gurame dan konsekuensi perubahan pakan untuk merangsang sekresi insulin untuk meningkatkan pertumbuhan dan efisiensi pemanfaatan karbohidrat pakan pada ikan gurame Pada penelitian tahap I, ikan gurame diberi pakan dua kali sehari sampai ikan kenyang dengan pakan yang mengandung kadar protein dan karbohidrat yang berbeda. Penelitian ini dilakukan selama 60 hari. Hasil penelitian menunjukkan ikan yang mengkonsumsi pakan berkadar protein 32% menghasilkan aktivitas enzim protease yang lebih tinggi dibandingkan ikan yang mengkonsumsi pakan berkadar protein 28%. Peningkatan kadar karbohidrat pakan dari 20 sampai 50% tidak berpengaruh nyata terhadap aktivitas enzim protease. Pada ikan yang mengkonsumsi pakan berkadar protein 32%, peningkatan kadar karbohidrat pakan menghasilkan peningkatan aktivitas enzim α-amilase. Laju pertumbuhan dan efisiensi pemanfaatan pakan tertinggi juga dihasilkan ikan yang mengkonsumsi pakan berkadar protein 32%. Penelitian tahap II dilakuan untuk mengetahui kemampuan ikan gurame dalam memanfaatkan karbohidrat. Uji toleransi glukosa dan uji toleransi insulinglukosa pada ikan gurame yang diberi pakan yang sama sebagaimana penelitian tahap I. Ikan diberi pakan dua kali sehari sampai ikan kenyang selama 30 hari. Hasil penelitian menunjukkan ikan gurame mempunyai kemampuan yang cukup tinggi untuk meregulasi kadar glukosa darah dan mampu memanfaatkan karbohidrat pakan hingga 47 %. Perlakuan pada penelitian tahap III didasarkan pada hasil penelitian tahap I dan II, dilakukan untuk mengevaluasi efisiensi pemanfaatan karbohidrat pakan bagi pertumbuhan sejalan dengan perubahan enzim pencernaan dan konsekuensi perubahan pakan terhadap sekresi insulin. Ikan diberi pakan dua kali sehari sampai ikan kenyang selama 80 hari. Hasil penelitian menunjukkan pemberian karbohidrat pakan secara bertahap berdasarkan ketersediaan enzim-enzim pencernaan, khususnya α-amilase dan kadar insulin, dapat mempengaruhi kecernaan nutrien pakan dan kemampuan ikan gurame dalam memanfaatkan nutrien yang tercerna. Ikan yang mengkonsumsi pakan mengandung karbohidrat 20% pada 20 hari pertama (1 sampai 20 hari); 35% karbohidrat pada 30 hari berikutnya (21 sampai 50 hari); dan 48% karbohidrat pada 30 hari terakhir (51 sampai 80 hari) mampu memanfaatkan karbohidrat pakan sebagai sumber energi dan menggunakan protein pakan dengan efisien sehingga menghasilkan pertumbuhan dan efisiensi pemanfaatan pakan tertinggi.

4 ABSTRACT SRI HANDAYANI. Study on The Efficiency of Dietary Carbohydrate Utilization for Growth of Giant Gouramy (Osphronemus gouramy Lac.) in Relation to Changing of Digestive Enzymes and Insulin. Supervised by MUHAMMAD ZAIRIN Jr., ING MOKOGINTA, MARIA BINTANG, and AGUS OMAN SUDRAJAT. A three-stage experiment was conducted to investigate suitable diet in relation to changing of digestive enzymes and its consequence to stimulate insulin secretion to improve growth and efficiency of carbohydrate utilization of giant gouramy. In the first stage, fish were fed twice daily to satiation with diets containing different levels of protein and carbohydrate. It was observed for 60 days. Results of the experiment indicated that fish fed diets containing 32% of dietary protein showed higher protease activity compared to those given 28% of dietary protein. Increasing levels of dietary carbohydrate from 20 to 50%, did not affect protease activity. Fish fed 32% of dietary protein, the increasing dietary carbohydrate levels caused increase of amylase activity. The highest growth rate and diet utilization efficiency were also observed in fish fed diets containing 32% of dietary protein. In the second stage, the ability to utilize carbohydrate was evaluated. Fish were subjected to glucose tolerance and insulin-glucose tolerance tests after feeding trial with diets similar to those performed in stage one. Fish were fed twice daily to satiation for 30 days. Results of the experiment showed that the fish has high ability to regulate blood glucose and capable to utilize up to 47% of dietary carbohydrate. Treatments in the third stage were based on results of earlier stages, to evaluate the efficiency of dietary carbohydrate utilization for growth of fish in relation to changing of digestive enzymes and its consequence to stimulate insulin secretion. Fish were fed twice daily to satiation for 80 days. Results indicated that gradual increase in dietary carbohydrate, according to the availability of α-amylase, and insulin content, affected feed nutrie nt digestibility and the ability to utilize digested nutrient. Fish fed diets containing 20% carbohydrate for first 20 days (1 to 20 days); 35% dietary carbohydrate for the next 30 days (21 to 50 days); and 48% dietary carbohydrate for the last 30 days (51 to 80 days) were able to utilize dietary carbohydrate as an energy source and utilize dietary protein efficiently, which were indicated by highest growth rate and diet utilization efficiency.

5 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Studi Efisiensi Pemanfaatan Karbohidrat Pakan bagi Pertumbuhan Ikan Gurame (Osphronemus gouramy Lac.) Sejalan dengan Perubahan Enzim Pencernaan dan Insulin adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Juli 2006 Sri Handayani NRP. C

6 Judul Disertasi : Studi Efisiensi Pemanfaatan Karbohidrat Pakan bagi Pertumbuhan Ikan Gurame (Osphronemus gouramy Lac.) Sejalan dengan Perubahan Enzim Pencernaan dan Insulin Nama : Sri Handayani NIM : C Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Muhammad Zairin Jr., M.Sc. Ketua Dr. Ir. Ing Mokoginta M.S. Anggota Prof. Dr. Drh. Maria Bintang, M.S. Anggota Dr. Ir. Agus Oman Sudrajat, M.Sc. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Perairan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Chairul Muluk, M.Sc. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S. Tanggal Ujian : 11 Juli 2006 Tanggal Lulus :

7 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak Agustus 2003 sampai dengan Agustus 2005 ini berjudul Studi Efisiensi Pemanfaatan Karbohidrat Pakan bagi Pertumbuhan Ikan Gurame (Osphronemus gouramy Lac.) Sejalan Dengan Perubahan Enzim Pencernaan dan Insulin. Selesainya karya ilmiah ini tak lepas dari bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Melalui prakata ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Rektor Universitas Mulawarman dan Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Mulawarman yang telah memberikan kesempatan mengikuti pendidikan Program Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. 2. Rektor Institut Pertanian Bogor dan Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor yang berkenan menerima penulis melanjutkan pendidikan Program Doktor. 3. Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia dalam hal ini Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi yang telah membiayai penulis selama mengikuti pendidikan melalui BPPS. 4. Pemerintah Propinsi Kalimantan Timur yang telah memberi bantuan biaya pendidikan selama penulis mengikuti pendidikan program Doktor. 5. Yayasan Dana Sejahtera Mandiri (DAMANDIRI) yang telah memberikan bantuan penyusunan disertasi. 6. Prof. Dr. Ir. Muhammad Zairin Jr., M.Sc., Dr. Ir. Ing Mokoginta, M.S., Prof. Dr. drh. Maria Bintang, M.S., dan Dr. Ir. Agus Oman Sudrajat, M.Sc., selaku komisi pembimbing atas segala petunjuk, saran, dan bimbingannya. 7. Dr. Chairul Muluk, M.Sc. dan Dr. Ir. Kardiyo Praptokardiyo, M.Sc yang telah banyak memberi saran untuk memperluas wawasan penulis. 8. Prof. Dr. Wasmen Manalu, M.Sc, Prof. Dr. Ir. H. Enang Harris, M.S. dan Dr. Ir. Zafril Imran Azwar, M.S. selaku penguji luar komisi pada saat sidang

8 ujian tertutup dan terbuka, yang telah banyak memberi saran untuk perbaikan tulisan dan memperluas wawasan penulis. 9. Kepala dan staf Laboratorium Nutrisi Ikan, Laboratorium Lingkungan Departemen Budidaya Perairan, Laboratorium Limnologi Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, Laboratorium Fisiologi dan Farmakologi Departemen Fisiologi dan Farmakologi Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, yang telah memberi izin dan fasilitas selama penelitian. 10. Rekan-rekan dari For um Mahasiswa Pascasarjana Ilmu Perairan IPB dan Forum Mahasiswa Pascasarjana IPB asal Kalimantan Timur serta semua pihak atas kerjasamamya selama penulis mengikuti pendidikan di IPB. 11. Khusus kepada kedua orangtua saya H. Hasan Aini (Alm) dan Hj. Asliah (Alm), mertua saya Supriadi (Alm) dan Indah Suhermi, suami saya Heru Kusdianto, S.Pi, M.Si, putra saya Muhammad Fikri Fa dhlurrahman, serta seluruh keluarga atas segala pengorbanan, dukungan, bantuan, pengertian, doa dan kasih sayangnya selama penulis mengikuti pendidikan di IPB. Semoga segala bantuan yang diberikan mendapat pahala yang berlipat ganda dari Allah SWT. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Juli 2006 Sri Handayani

9 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Samarinda pada tanggal 10 September 1969 sebagai anak kedua dari pasangan H. Hasan Aini (Alm) dan Hj. Asliah (Alm). Pada tahun 1996 penulis menikah dengan Heru Kusdianto, S.Pi., M.Si. dan telah dikaruniai seorang putra bernama Muhammad Fikri Fadhlurrahman. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Budidaya Perairan, Jurusan Perikanan, Fakultas Pertanian, Universitas Mulawarman, lulus pada tahun Pada tahun 1995, penulis diterima di Program Studi Ilmu Peraira n, Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan menamatkannya pada tahun Kesempatan untuk melanjutkan ke Program Doktor pada Program Studi dan Perguruan Tinggi yang sama diperoleh pada tahun Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh da ri Departemen Pendidikan Nasional. Penulis bekerja sebagai tenaga pengajar pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Mulawarman sejak tahun Sebuah artikel berjudul : The effect of 3, 5, 3 -triiodotyronine (T 3 ) hormone on nucleic acid and protein content of the muscle and the growth of giant gouramy (Osphronemus gouramy Lac.), telah diterbitkan pada jurnal Biotropia 24 : tahun 2005.

10 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL.. x DAFTAR GAMBAR. xi DAFTAR LAMPIRAN.. xii I. PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Hipotesis. II. TINJAUAN PUSTAKA Pertumbuhan dan Kebutuhan Nutrien Ikan Gurame Enzim Pencernaan dan Perannya dala m Proses Pencernaan Insulin dan Perannya dalam Metabolisme... 8 III. BAHAN DAN METODE Penelitian tahap I : Perubahan Enzim Pencernaan (Protease, α- Amilase, dan Lipase) pada Ikan Gurame yang Diberi Pakan yang Mengandung Kadar Protein dan Karbohidrat yang Berbeda Pakan Uji Pemeliharaan Ikan Peubah yang Diamati Analisis Statistik Penelitian tahap II : Uji Toleransi Glukosa dan Uji Toleransi Insulin-Glukosa pada Ikan Gurame yang Diberi Pakan Mengandung Kadar Protein dan Karbohidrat yang Berbeda Pakan Uji Pemeliharaan Ikan Peubah yang Diamati Analisis Statistik Penelitian tahap III : Efisiensi Pemanfaatan Karbohidrat Pakan bagi Pertumbuhan Ikan Gurame Sejalan dengan Perubahan Enzim Pencernaan Konsekuensi Perubahan Pakan Terhadap Insulin Pakan Uji Pemeliharaan Ikan Peubah yang Diamati Analisis Statistik ix

11 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Perubahan Enzim Pencernaan (Protease, α-amilase, dan Lipase) pada Ikan Gurame yang Diberi Pakan Mengandung Kadar Protein dan Karbohidrat yang Berbeda Aktivitas Enzim Protease A ktivitas E nzim a-amilase Aktivitas Enzim Lipase Laju Pertumbuhan Harian dan Efisiensi Pakan Pembahasan Uji Toleransi Glukosa dan Uji Toleransi Insulin Glukosa pada Ikan Gurame yang Diberi Pakan Mengandung Kadar Protein dan Karbohidrat yang Berbeda Kadar Glukosa Darah Kadar Trigliserida Darah Kadar Glikogen Otot dan Hati Kadar Insulin Darah Pembahasan Efisiensi Pemanfaatan Karbohidrat Pakan bagi Pertumbuhan Ikan Gurame Sejalan dengan Perubahan Enzim Pencernaan dan Konsekuensi Perubahan Pakan Terhadap Insulin Koefisien Kecernaan Nutrien Pakan Kadar Glukosa Darah, Insulin Darah, serta Glikogen Otot 49 dan Hati Parameter Pemanfaatan Pakan Pembahasan V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

12 DAFTAR TABEL Halaman 1. Komposisi pakan uji untuk ikan gurame pada penelitian tahap I Komposisi pakan uji untuk ikan gurame pada penelitian taha p III Laju pertumbuhan harian individu (Lph) dan ef isiensi pa kan pada ikan gurame selama 60 hari penelitian Rata-rata kadar glikogen otot dan hati ikan gurame pada uji toleransi glukosa dan uji toleransi insulin glukosa Kadar insulin darah pada uji toleransi glukosa Koefisien kecernaan nutrien pakan pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan yang mengandung karbohidrat berbeda Kadar glukosa darah, insulin darah, serta kadar glikogen otot dan hati Berbagai parameter pem anfaatan pakan pada ikan gurame sejalan dengan perubahan pakan yang disesuaikan dengan keberadaan enzim pencernaan xi

13 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Aktivitas enzim protease (U/ml enzim) pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan mengandung protein dan karbohidrat berbeda Perubahan relatif aktivitas enzim protease (%) pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan mengandung protein dan karbohidrat berbeda Aktivitas enzim a-amilase (U/ml enzim) pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan mengandung protein dan karbohidrat berbeda Perubahan relatif aktivitas enzim a -amilase (%) pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan mengandung protein dan karbohidrat berbeda Aktivitas enzim lipase (U/ml enzim) pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan mengandung protein dan karbohidrat berbeda Perubahan relatif aktivitas enzim lipase (%) pada ikan gurame yang mengkonsumsi pakan mengandung protein dan karbohidrat berbeda Kadar glukosa darah ikan gurame selama uji toleransi glukosa Kadar glukosa darah ikan gurame selama uji toleransi insulin glukosa Kadar trigliserida darah ikan gurame setelah injeksi glukosa Kadar trigliserida darah ikan gurame setelah injeksi insulin glukosa xii

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Prosedur pengukuran aktivitas enzim protease Prosedur pengukuran aktivitas enzim α-amilase Prosedur pengukuran aktivitas enzim lipase Prosedur pengukuran glukosa darah Prosedur pengukuran glikogen hati dan otot Prosedur pengukuran trigliserida darah Prosedur pengukuran kadar insulin darah Aktivitas protease pada berbagai waktu pengamatan (U/ml) Aktivitas amilase pada berbagai waktu pengamatan (U/ml) Aktivitas lipase pada berbagai waktu pengamatan (U/ml) Laju pertumbuhan harian (Lph) dan efisiensi pakan ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian pakan berbeda Kadar glukosa darah ikan gurame pada uji toleransi glukosa Kadar glukosa darah ikan gurame pada uji toleransi insulin glukosa Kadar trigliserida darah ikan gurame pada uji toleransi glukosa dan uji toleransi insulin glukosa Kadar glikogen hati dan otot ikan gurame pada uji toleransi glukosa Kadar glikogen hati dan otot ikan gurame pada uji toleransi insulin glukosa Kadar insulin darah ikan gurame pada uji toleransi glukosa Koefisien kecernaan nutrien pakan (%) ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian kar bohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari xiii

15 19. Kadar glukosa dan insulin darah ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian karbohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari Kadar glikogen hati dan otot ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian karbohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari Retensi protein (%) ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian karbohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari Retensi lemak (%) ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian karbohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari Retensi energi (%) ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian karbohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari Laju pertumbuhan harian (Lph), konsumsi pakan, dan efisiensi pakan ikan gurame yang dipelihara dengan pemberian karbohidrat pakan yang disesuaikan dengan perubahan enzim pencernaan selama 80 hari xiv